KR20120052759A - Apparaus and method for switch mode power supply - Google Patents

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Abstract

대기 전력을 저감시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치는 스탠바이 모드시 전압의 충전 및 방전을 반복하여 상시 부하에 에너지를 공급하는 PFC(Power Factor Capacitor) 벌크 커패시터; 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압이 충전되도록 하는 PFC 컨트롤러; 상기 PFC 벌크 커패시터의 전압을 분압하여 기준 전압을 출력하는 제1저항 및 제2저항; 및 상기 기준 전압에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함한다.Switch mode power supply apparatus according to an aspect of the present invention that can reduce the standby power is a PFC (Power Factor Capacitor) bulk capacitor for supplying energy to the constant load by repeatedly charging and discharging the voltage in the standby mode; A PFC controller configured to charge the voltage to the PFC bulk capacitor; First and second resistors for dividing the voltage of the PFC bulk capacitor to output a reference voltage; And a controller configured to control charging and discharging of the voltage to the PFC bulk capacitor according to the reference voltage.

Description

스위치 모드 전원 공급 장치 및 방법{Apparaus and Method for Switch Mode Power Supply}Switch Mode Power Supply and Method {Apparaus and Method for Switch Mode Power Supply}

본 발명은 스위치 모드 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스탠바이 대기 전력 저감에 관한 스위치 모드 전원 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a switch mode power supply apparatus and method, and more particularly, to a switch mode power supply apparatus and method for standby standby power reduction.

최근 디스플레이 장치의 에너지 규제 강화에 따라 SMPS(Switch Mode Power Supply)를 사용하는 전원 공급 장치의 대기 전력 저감 방법이 많은 관심을 끌고 있는 추세이다.Recently, with the tightening of energy regulation of display devices, a method of reducing standby power of a power supply using a switch mode power supply (SMPS) has been attracting much attention.

알려진 바와 같이, SMPS 장치는 펄스폭이 변조된 신호에 따라 스위칭 소자를 스위칭하여 리플(ripple) 성분이 제거된 양질의 전원을 발생시켜, 전자 기기가 원활하게 동작되도록 하는 전원 공급 장치로써, 선형 전원 공급 장치에 비하여 소형, 경량, 고효율로 설계가 가능하다.As is known, an SMPS device is a power supply that switches a switching element according to a pulse width modulated signal to generate a high-quality power source with no ripple component, so that an electronic device operates smoothly. Compared to the supply device, it is possible to design with small size, light weight and high efficiency.

일반적인 SMPS 장치의 회로는 도 1에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 특히 유럽 지역 등은 에너지 규격 중의 Harmonics 만족을 위해 SMPS 장치에서는 공통으로 PFC(Power Factor Collection) 회로(110)를 사용하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 리모콘 등을 이용하여 디스플레이 장치의 스위치를 ON하는 것과 같이, Normal 상태에서는 전원 온/오프 제어 회로(130)의 트랜지스터(131)가 턴 온되어 PFC 회로(110)의 PFC 컨트롤러(111)의 Vcc에 전원을 공급하여 2차측 출력이 ON되면서, 디스플레이 장치의 화면이 들어오게 되는 동작을 한다.The circuit of a typical SMPS device may be configured as shown in FIG. In particular, the European region and the like uses a PFC (Power Factor Collection) circuit 110 in common in SMPS devices to satisfy Harmonics in energy standards, and as shown in FIG. 1, for example, a display device using a remote controller or the like. In the normal state, the transistor 131 of the power on / off control circuit 130 is turned on in the normal state to supply power to the Vcc of the PFC controller 111 of the PFC circuit 110 to output the secondary side. Is turned on, the screen of the display device is entered.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 평상시 TV를 보지 않는 스탠바이 모드인 경우, 스탠바이 전력 소모를 줄이기 위해 스탠바이 회로(120)의 스탠바이 컨트롤러(121)를 이용하여 동작이 필요치 않는 PFC 회로(110)의 전원을 차단하고, 스탠바이 회로(120)만을 구동하여 상시 전력 소모 소자를 줄여 대기 전력을 줄이는 것이 일반적이었다.In addition, as shown in FIG. 2, in the standby mode in which the TV is not normally watched, the standby controller 121 of the standby circuit 120 may be used to reduce the standby power consumption of the PFC circuit 110. It was common to cut off the power supply and drive only the standby circuit 120 to reduce the standby power consumption to reduce standby power.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 스탠바이 동작시에 상시 전력을 소모하는 회로 소자들(components)이 존재하게 되어 대기 전력을 낮추는데 한계점이 있는 문제점이 있다.However, as shown in FIG. 2, there are problems in that there are limitations in lowering standby power because there are circuit components that always consume power in the standby operation.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스탠바이 모드시 상시 전력의 소모를 절감할 수 있는 스위치 모드 전력 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a switch mode power supply apparatus and a method capable of reducing power consumption at all times in a standby mode.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스위치 모드 전력 공급 장치는 스탠바이 모드시 전압의 충전 및 방전을 반복하여 상시 부하에 에너지를 공급하는 PFC(Power Factor Capacitor) 벌크 커패시터; 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압이 충전되도록 하는 PFC 컨트롤러; 상기 PFC 벌크 커패시터의 전압을 분압하여 기준 전압을 출력하는 제1저항 및 제2저항; 및 상기 기준 전압에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함한다.Switch mode power supply apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a power factor capacitor (PFC) bulk capacitor for supplying energy to the constant load by repeatedly charging and discharging the voltage in the standby mode; A PFC controller configured to charge the voltage to the PFC bulk capacitor; First and second resistors for dividing the voltage of the PFC bulk capacitor to output a reference voltage; And a controller configured to control charging and discharging of the voltage to the PFC bulk capacitor according to the reference voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기준 전압에 따라 쇼트(short) 또는 오픈(open)되는 제너 다이오드; 및 상기 제너 다이오드의 동작에 따라 상기 PFC 컨트롤러가 동작하도록 온/오프되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.In an embodiment, the controller may include: a zener diode shorted or open according to the reference voltage; And a transistor turned on / off to operate the PFC controller according to the operation of the zener diode.

여기서, 상기 제너 다이오드가 오픈되면, 상기 트랜지스터가 턴 온되어 상기 PFC 컨트롤러가 동작할 수 있다.Here, when the zener diode is open, the transistor is turned on to operate the PFC controller.

또한, 상기 기준 전압은, 상기 제너 다이오드 별로 다르게 설정될 수 있다.In addition, the reference voltage may be set differently for each zener diode.

그리고, 상기 제너 다이오드는 431 제너 다이오드일 수 있다.The zener diode may be a 431 zener diode.

일 실시예에 있어서, 상기 PFC 벌크 커패시터는, 제1전압까지 충전되고, 제2전압까지 방전된 후 상기 제1전압까지 재충전될 수 있다.In some embodiments, the PFC bulk capacitor may be charged to a first voltage, discharged to a second voltage, and then recharged to the first voltage.

여기서, 상기 제2전압은, 상기 기준 전압, 상기 제1저항 및 상기 제2저항을 이용하여 산출될 수 있다.Here, the second voltage may be calculated using the reference voltage, the first resistor, and the second resistor.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 스탠바이 모드시 상시 부하에 에너지를 공급하는 스위치 모드 전원 공급 방법에 있어서, 제1저항 및 제2저항에 의해 PFC 벌크 커패시터의 전압이 분압된 기준 전압을 출력하는 단계; 및 상기 기준 전압에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압의 충전 및 방전을 반복함으로써 상기 상시 부하에 상기 에너지를 공급하는 단계를 포함한다.In the switch mode power supply method for supplying energy to the constant load in the standby mode according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the reference voltage divided voltage of the PFC bulk capacitor by the first resistor and the second resistor Outputting a voltage; And supplying the energy to the constant load by repeating charging and discharging the voltage to the PFC bulk capacitor according to the reference voltage.

일 실시예에 있어서, 상기 에너지를 공급하는 단계는, 상기 기준 전압에 따라 제너 다이오드를 쇼트(short) 또는 오픈(open)하는 단계; 및 상기 제너 다이오드의 동작에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압이 충전되도록 하는 트랜지스터를 온 또는 오프하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the supplying of energy may include shorting or opening a zener diode according to the reference voltage; And turning on or off a transistor for charging the PFC bulk capacitor according to the operation of the zener diode.

여기서, 상기 제너 다이오드가 오픈되면, 상기 트랜지스터가 턴 온될 수 있다.Here, when the zener diode is open, the transistor can be turned on.

또한, 상기 기준 전압은, 상기 제너 다이오드 별로 다르게 설정될 수 있다.In addition, the reference voltage may be set differently for each zener diode.

그리고, 상기 제너 다이오드는 431 제너 다이오드일 수 있다.The zener diode may be a 431 zener diode.

일 실시예에 있어서, 상기 PFC 벌크 커패시터는, 제1전압까지 충전되고, 제2전압까지 방전된 후 상기 제1전압까지 재충전될 수 있다.In some embodiments, the PFC bulk capacitor may be charged to a first voltage, discharged to a second voltage, and then recharged to the first voltage.

여기서, 상기 제2전압은, 상기 기준 전압, 상기 제1저항 값 및 상기 제2저항 값을 이용하여 산출될 수 있다.Here, the second voltage may be calculated using the reference voltage, the first resistance value and the second resistance value.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 순간적인 에너지 충전과 긴 시간의 무소비전력 구간의 반복을 통해 상시 부하에 에너지를 공급함으로써 대기 전력을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.According to various embodiments of the present disclosure, standby power may be reduced by supplying energy to the constant load through instantaneous energy charging and repetition of a long period of no power consumption.

도 1은 일반적인 스위치 모드 전력 공급 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 스탠바이 모드시 스위치 모드 전력 공급 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치의 무소비 전력 구간에서의 입력 전압에 따른 PFC 벌크 커패시터의 방전 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 기준 전압에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 일반적인 스위치 모드 전원 공급 장치에서의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형과 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모든 전원 공급 장치에서의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 방법을 보여주는 플로우차트이다.1 is a view for explaining the operation of the general switch mode power supply.
2 is a diagram for describing an operation of a switch mode power supply device in a standby mode.
3 is a circuit diagram illustrating a switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the discharge waveform of the PFC bulk capacitor according to the input voltage in the power consumption period of the switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining the operation of the switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention according to the reference voltage.
FIG. 7 is a view for comparing the operation waveforms of the PFC bulk capacitors in the general switch mode power supply with the operation waveforms of the PFC bulk capacitors in all the switch power supplies according to the exemplary embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a switch mode power supply method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치를 설명하기 위한 회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치는 AC 전원 입력부(310), 정류 회로(320), PFC 회로(330), STBY 회로(340), 전원 온/오프 제어 회로(350), PFC 벌크 커패시터 전압 측정부(360) 및 제어부(370)를 포함한다.3 is a circuit diagram illustrating a switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the switch mode power supply apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention may include an AC power input unit 310, a rectifier circuit 320, a PFC circuit 330, a STBY circuit 340, and power on / off. An off control circuit 350, a PFC bulk capacitor voltage measuring unit 360, and a control unit 370 are included.

AC 전원 입력부(310)은 예를 들어, 110V 또는 220V 등의 교류 전압을 입력받는다.The AC power input unit 310 receives an AC voltage such as 110V or 220V, for example.

정류 회로(320)는 입력받은 교류 전압을 전파 정류 및 평활화한다.The rectifier circuit 320 rectifies and smoothes the input AC voltage.

PFC 회로(330)는 고조파 규제 회피를 위해 직류 전압을 출력하며, PFC 벌크 커패시터(331) 및 PFC 컨트롤러(333)를 포함한다.The PFC circuit 330 outputs a DC voltage for avoiding harmonic regulation, and includes a PFC bulk capacitor 331 and a PFC controller 333.

여기서, PFC 벌크 커패시터(331)는 스탠바이 모드시 전압의 충전 및 방전을 반복하여 상시 부하에 에너지를 공급한다.Here, the PFC bulk capacitor 331 supplies energy to the constant load by repeatedly charging and discharging the voltage in the standby mode.

다시 말해, 스탠바이 모드시, 순간적인 에너지 충전과 PFC 벌크 커패시터에 저장되어 있는 에너지를 이용하는 긴 시간의 무소비전력 구간의 반복을 통해 상시 부하에 에너지를 공급하는 것이다.In other words, in standby mode, energy is supplied to the load at all times through instant energy charging and repetition of a long period of no power consumption using the energy stored in the PFC bulk capacitor.

PFC 컨트롤러(333)는 PFC 벌크 커패시터(331)에 전압이 충전되도록 제어하는 역할을 한다.The PFC controller 333 controls to charge the PFC bulk capacitor 331 with a voltage.

STBY 회로(340)는 기존의 스탠바이 모드시, STBY 회로의 스탠바이 컨트롤러(121)를 이용하여 동작이 필요치 않는 PFC 회로(110)의 전원을 차단하는 역할을 한다.The STBY circuit 340 cuts power of the PFC circuit 110 that does not require operation by using the standby controller 121 of the STBY circuit in the existing standby mode.

전원 온/오프 제어 회로(350)는 예를 들어, 디스플레이 장치 사용자가 리모콘으로 디스플레이 장치를 온 시킨 경우, PFC 회로의 PFC 컨트롤러의 Vcc에 전원을 공급하여 2차측 출력을 온 시켜, 디스플레이이 장치를 온 시키거나, 리모콘으로 디스플레이 장치를 오프 시킨 경우, PFC 회로의 PFC 컨트롤러의 Vcc에 전원을 공급하지 못하게 하여 2차측 출력을 오프 시키는 역할을 한다.The power on / off control circuit 350 supplies power to Vcc of the PFC controller of the PFC circuit when the display device user turns the display device on, for example, to turn on the secondary output, thereby turning on the device. If the display device is turned off by the remote controller or the display device is turned off, the secondary output is turned off by not supplying power to Vcc of the PFC controller of the PFC circuit.

PFC 벌크 커패시터 전압 측정부(360)는 스탠바이 모드인 경우, PFC 벌크 커패시터(331)의 전압을 측정하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1저항(361) 및 제2저항(363)을 포함한다.The PFC bulk capacitor voltage measuring unit 360 measures the voltage of the PFC bulk capacitor 331 in the standby mode, and includes a first resistor 361 and a second resistor 363 as shown in FIG. 3. do.

여기서, 제1저항(361) 및 제2저항(363)은 PFC 벌크 커패시터(331)의 전압을 분압하여 기준 전압을 출력한다.Here, the first resistor 361 and the second resistor 363 divide the voltage of the PFC bulk capacitor 331 to output a reference voltage.

또한, PFC 벌크 커패시터(331)는 제1전압인 예를 들어, 약 400V까지 충전된후, 제2전압까지 방전된 후, 다시 제1전압까지 재충전되는 과정을 반복할 수 있다.In addition, the PFC bulk capacitor 331 may repeat the process of being charged to the first voltage, for example, about 400V, discharged to the second voltage, and then recharged to the first voltage.

다시 말해, PFC 벌크 커패시터의 전압이 제2전압에 해당할 수 있으며, 제1전압에서 방전을 시작한 후, 제2전압 이전에 재충전(recharge)하고, 상술한 과정과 같은 무소비 전력 구간을 반복하게 되는 것이다.In other words, the voltage of the PFC bulk capacitor may correspond to the second voltage. After the discharge is started at the first voltage, the PFC bulk capacitor is recharged before the second voltage, and the power consumption period is repeated as described above. Will be.

여기서, 상술한 제2전압은 기준 전압, 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)을 이용하여 산출될 수 있으며, 교류 입력 전압에 따라 제2전압은 다르게 산출될 수 있다.Here, the above-described second voltage may be calculated using the reference voltage, the first resistor R1 and the second resistor R2, and the second voltage may be calculated differently according to the AC input voltage.

여기서, 제2전압은 "기준전압*(R1+R2)/R2"에 의해 산출될 수 있다.Here, the second voltage may be calculated by "reference voltage * (R1 + R2) / R2".

예를 들어, 교류 입력 전압이 110Vac인 경우에는 115Vrms까지 방전될 수 있으며, 220Vac인 경우에는 311Vrms까지 방전될 수 있다.For example, when the AC input voltage is 110Vac, it may be discharged up to 115Vrms, and when it is 220Vac, it may be discharged up to 311Vrms.

제어부(370)는 기준 전압에 따라 PFC 벌크 커패시터(331)에 전압의 충전 및 방전을 제어하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 제너 다이오드(371) 및 트랜지스터(373)를 포함한다.The controller 370 controls the charging and discharging of the voltage to the PFC bulk capacitor 331 according to the reference voltage, and includes a zener diode 371 and a transistor 373 as shown in FIG. 3.

제너 다이오드(371)는 기준 전압에 따라 쇼트(short) 또는 오픈(open)되며, 트랜지스터(373)는 제너 다이오드(371)의 동작에 따라 PFC 컨트롤러가 동작하도록 온/오프된다.The Zener diode 371 is shorted or opened according to the reference voltage, and the transistor 373 is turned on / off to operate the PFC controller according to the operation of the Zener diode 371.

여기서, 제너 다이오드(371)가 오픈 되면, 트랜지스터(373)가 턴 온되어 PFC 컨트롤러가 동작하도록 PFC 컨트롤러의 Vcc에 전원을 공급한다.Here, when the zener diode 371 is opened, the transistor 373 is turned on to supply power to Vcc of the PFC controller to operate the PFC controller.

반면, 제너 다이오드(371)가 쇼트되면, 트랜지스터(373)가 턴 오프되어 PFC 컨트롤러가 동작하지 않게 된다.On the other hand, when the zener diode 371 is shorted, the transistor 373 is turned off and the PFC controller does not operate.

다시 말해, PFC 벌크 커패시터의 전압이 분압된 기준 전압에 따라 PFC 벌크 커패시터가 충전 및 방전을 반복하게 되며, 이에 따라, PFC 벌크 커패시터에 충전된 전압이 방전되는 무소비 전력 구간에 상시 부하에 에너지를 공급하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치는 이러한 PFC 벌크 커패시터의 충전 및 방전이 반복됨으로써 무소비 전력 구간의 반복을 통해 기존의 상히 부하에 에너지를 공급하여 대기 전력을 절감할 수 있는 것이다.In other words, the PFC bulk capacitor repeats charging and discharging according to the reference voltage of which the voltage of the PFC bulk capacitor is divided, and accordingly, energy is constantly applied to the load in a power-free period in which the voltage charged in the PFC bulk capacitor is discharged. Will be supplied. Therefore, the switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention can reduce the standby power by supplying energy to the existing load through the repetition of the no-power period by repeating the charging and discharging of the PFC bulk capacitor. It is.

여기서. 기준 전압은 제너 다이오드(371)의 종류 별로 다르게 설정될 수 있으며, 만일, 제너 다이오드가 431 제너 다이오드인 경우에는 기준 전압이 2,5V로 설정될 수 있다.here. The reference voltage may be set differently according to the type of the Zener diode 371. If the Zener diode is a 431 Zener diode, the reference voltage may be set to 2,5V.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치의 무소비 전력 구간에서의 입력 전압에 따른 PFC 벌크 커패시터의 방전 파형을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the discharge waveform of the PFC bulk capacitor according to the input voltage in the power consumption period of the switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, PFC 벌크 커패시터가 약400V까지 충전이 된 경우, 입력 전압이 220Vac인 경우에는 311Vrms까지 방전이 되며, 입력 전압이 110Vac인 경우에는 155Vrms까지 방전이 되며, 입력 전압에 따라 무소비 전력 구간의 시간이 다름을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, when the PFC bulk capacitor is charged up to about 400V, when the input voltage is 220Vac, it is discharged up to 311Vrms, and when the input voltage is 110Vac, it is discharged up to 155Vrms. It can be seen that the time of the power consumption interval is different.

따라서, 입력 전압이 110Vac인 경우에는 무소비 전력 구간(401)이 약 75초 지속될 수 있으며, 입력 전압이 220Vac인 경우에는 무소비 전력 구간(403)이 약 21지속될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치는 에너지 효율 면에서 방전 구간이 긴 입력 전압이 낮은 전압에서 유리하다. 또한, 110V를 사용하는 미주 지역에서 220V를 사용하는 유럽 지역이나 국내 지역보다는 대기 전력 저감 효율이 높은 것을 알 수 있다.Therefore, when the input voltage is 110Vac, the power consumption interval 401 may last about 75 seconds, and when the input voltage is 220Vac, the power consumption interval 403 may last about 21, thus implementing one embodiment of the present invention. The switch mode power supply according to the example is advantageous in terms of energy efficiency at a low input voltage having a long discharge period. In addition, it can be seen that in the Americas region using 110V, standby power reduction efficiency is higher than in Europe or domestic regions using 220V.

도 5 및 도 6은 기준 전압에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.5 and 6 are views for explaining the operation of the switch mode power supply apparatus according to an embodiment of the present invention according to the reference voltage.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제너 다이오드(371)가 431 제너 다이오드인 경우, 기준 전압(Vref)은 2.5V로 설정되며, 기준 전압이 2.5V 미만인 경우에는 제너 다이오드(371)가 오픈 되고, 트랜지스터(373)가 턴 온 됨에 따라, PFC 컨트롤롤러의 Vcc에 전원이 공급되고, PFC 벌크 커패시터에 전압이 충전이 된다. 반면, 기준 전입이 2.5V 이상인 경우에는 제너 다이오드(371)가 쇼트되고, 트랜지스터(373)가 턴 오프됨에 따라, PFC 회로가 동작하지 않음으로써, PFC 벌크 커패시터에 충전에 전압은 입력 전압에 따라 제2전압까지 방전 구간인 무소비 전력 구간이 진행되며, 이 때, PFC 벌크 커패시터에 축적된 에너지가 상시 부하에 공급됨으로써 스탠바이 모드시 대기 전력을 절감할 수 있게 되는 것이다.5 and 6, when the zener diode 371 is a 431 zener diode, the reference voltage Vref is set to 2.5V, and when the reference voltage is less than 2.5V, the zener diode 371 is open. As the transistor 373 turns on, power is supplied to Vcc of the PFC control roller, and a voltage is charged to the PFC bulk capacitor. On the other hand, when the reference voltage is 2.5V or more, the zener diode 371 is shorted, and as the transistor 373 is turned off, the PFC circuit does not operate, so that the voltage for charging the PFC bulk capacitor is reduced according to the input voltage. The power consumption period, which is a discharge period up to two voltages, is performed. At this time, energy stored in the PFC bulk capacitor is supplied to the load at all times, thereby reducing standby power in the standby mode.

도 7은 일반적인 스위치 모드 전원 공급 장치에서의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형과 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모든 전원 공급 장치에서의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형을 비교 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for comparing the operation waveforms of the PFC bulk capacitors in the general switch mode power supply with the operation waveforms of the PFC bulk capacitors in all the switch power supply according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 일반적인 SMPS 장치의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형은 입력 전압이 110Vac인 경우에는 155V까지 방전되어 유지되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 SMPS 장치의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형은 400V와 155V 사이에서 충전 및 방전을 반복하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, the operation waveform of the PFC bulk capacitor of the general SMPS device is discharged and maintained up to 155 V when the input voltage is 110 Vac, but the operation waveform of the PFC bulk capacitor of the SMPS device according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the charge and discharge are repeated between 400V and 155V.

또한, 일반적인 SMPS 장치의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형은 입력 전압이 220Vac인 경우에는 311V까지 방전되어 유지되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 SMPS 장치의 PFC 벌크 커패시터의 동작 파형은 400V와 311V 사이에서 충전 및 방전을 반복하는 것을 알 수 있다.In addition, the operation waveform of the PFC bulk capacitor of the conventional SMPS device is discharged and maintained up to 311V when the input voltage is 220Vac, the operation waveform of the PFC bulk capacitor of the SMPS device according to an embodiment of the present invention is between 400V and 311V It can be seen that the charging and discharging are repeated.

다시 말해, PFC 벌크 커패시터의 충전 및 방전을 반복 다시 말해, 무소비 전력 구간을 반복함으로써, 스탠바이 모드시, 상시 부하에 스탠바이 회로 소자의 에너지 소비 없이, PFC 벌크 커패시터의 에너지를 상시 부하에 공급하여, 대기 전력을 절감할 수 있는 것이다.In other words, by repeating the charging and discharging of the PFC bulk capacitor, that is, by repeating the no-power period, in the standby mode, the energy of the PFC bulk capacitor is supplied to the constant load without the energy consumption of the standby circuit element at the constant load, The standby power can be reduced.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 방법을 보여주는 플로우차트이다.8 is a flowchart illustrating a switch mode power supply method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공긍 장치와 중복되는 내용은 간략히 설명하기로 한다.Hereinafter, a description of overlapping with the switch mode power supply device according to an embodiment of the present invention described above will be briefly described.

먼저, 스탠바이 모드시 상시 부하에 에너지를 공급하는 스위치 모드 전원 공급 방법에 있어서, 제1저항 및 제2저항에 의해 PFC 벌크 커패시터의 전압이 분압된 기준 전압을 출력한다(S810). First, in a switch mode power supply method for supplying energy to a constant load in a standby mode, a reference voltage obtained by dividing a voltage of a PFC bulk capacitor by a first resistor and a second resistor is output (S810).

다음으로,기준 전압에 따라 PFC 벌크 커패시터에 전압의 충전 및 방전을 반복함으로써 상시 부하에 상기 에너지를 공급한다(S820).Next, the energy is supplied to the constant load by repeating the charging and discharging of the voltage to the PFC bulk capacitor according to the reference voltage (S820).

여기서, 상시 부하에 에너지를 공급하는 단계(S820)는 기준 전압에 따라 제너 다이오드를 쇼트(short) 또는 오픈(open)하는 단계; 및 제너 다이오드의 동작에 따라 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압이 충전되도록 하는 트랜지스터를 온 또는 오프하는 단계를 포함할 수 있다.Here, supplying energy to the constant load (S820) may include shorting or opening a zener diode according to a reference voltage; And turning on or off a transistor for charging the PFC bulk capacitor according to the operation of the zener diode.

예를 들어, 제너 다이오드가 오픈 되면, 트랜지스터가 턴 온 되어 PFC 컨트롤러가 동작하도록 PFC 컨트롤러의 Vcc에 전원을 공급할 수 있으며, 반면, 제너 다이오드가 쇼트되면, 트랜지스터가 턴 오프되어 PFC 컨트롤러가 동작하지 않게 될 수 있다.For example, if a zener diode is open, the transistor can be turned on to power the Vcc of the PFC controller to operate the PFC controller, whereas if the zener diode is shorted, the transistor will be turned off to prevent the PFC controller from operating. Can be.

다시 말해, PFC 벌크 커패시터의 전압이 분압된 기준 전압에 따라 PFC 벌크 커패시터가 충전 및 방전을 반복하게 되며, 이에 따라, PFC 벌크 커패시터에 충전된 전압이 방전되는 무소비 전력 구간에 상시 부하에 에너지를 공급하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 모드 전원 공급 방법은 이러한 PFC 벌크 커패시터의 충전 및 방전이 반복됨으로써 무소비 전력 구간의 반복을 통해 기존의 상히 부하에 에너지를 공급하여 대기 전력을 절감할 수 있는 것이다.In other words, the PFC bulk capacitor repeats charging and discharging according to the reference voltage of which the voltage of the PFC bulk capacitor is divided, and accordingly, energy is constantly applied to the load in a power-free period in which the voltage charged in the PFC bulk capacitor is discharged. Will be supplied. Therefore, in the switch mode power supply method according to an embodiment of the present invention, the charging and discharging of the PFC bulk capacitor are repeated, thereby reducing standby power by supplying energy to the existing load through repetition of no power consumption. It is.

여기서, 기준 전압은 제너 다이오드의 종류 별로 다르게 설정될 수 있으며, 만일, 제너 다이오드가 431 제너 다이오드인 경우에는 기준 전압이 2,5V로 설정될 수 있다.Here, the reference voltage may be set differently according to the type of the Zener diode. If the Zener diode is the 431 Zener diode, the reference voltage may be set to 2,5V.

또한, PFC 벌크 커패시터는 제1전압인 예를 들어, 약 400V까지 충전된후, 제2전압까지 방전된 후, 다시 제1전압까지 재충전되는 과정을 반복할 수 있다.In addition, the PFC bulk capacitor may be charged to a first voltage, for example, about 400V, discharged to a second voltage, and then recharged to the first voltage again.

다시 말해, PFC 벌크 커패시터의 전압이 제2전압에 해당할 수 있으며, 제1전압에서 방전을 시작한 후, 제2전압 이전에 재충전(recharge)하고, 상술한 과정과 같은 무소비 전력 구간을 반복하게 되는 것이다.In other words, the voltage of the PFC bulk capacitor may correspond to the second voltage. After the discharge is started at the first voltage, the PFC bulk capacitor is recharged before the second voltage, and the power consumption period is repeated as described above. Will be.

여기서, 상술한 제2전압은 기준 전압, 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)을 이용하여 산출될 수 있으며, 교류 입력 전압에 따라 제2전압은 다르게 산출될 수 있다.Here, the above-described second voltage may be calculated using the reference voltage, the first resistor R1 and the second resistor R2, and the second voltage may be calculated differently according to the AC input voltage.

또한, 제2전압은 "기준전압*(R1+R2)/R2"에 의해 산출될 수 있다.In addition, the second voltage may be calculated by "reference voltage * (R1 + R2) / R2".

한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

310 : AC 전원 입력부 320 : 정류 회로(320)
330 : PFC 회로 331 : PFC 벌크 커패시터
333 : PFC 컨트롤러 340 : STBY 회로
350 : 전원 온/오프 제어 회로 360 : PFC 벌크 커패시터 전압 측정부
361 : 제1저항 363 : 제2저항
370 : 제어부 371 : 제너 다이오드
373 : 트랜지스터 310: AC power input unit 320: rectifier circuit 320
330: PFC circuit 331: PFC bulk capacitor
333: PFC controller 340: STBY circuit
350: power on / off control circuit 360: PFC bulk capacitor voltage measurement unit
361: first resistor 363: second resistor
370 control unit 371 Zener diode
373: Transistor

Claims (14)

스탠바이 모드시 전압의 충전 및 방전을 반복하여 상시 부하에 에너지를 공급하는 PFC(Power Factor Capacitor) 벌크 커패시터;
상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압이 충전되도록 하는 PFC 컨트롤러;
상기 PFC 벌크 커패시터의 전압을 분압하여 기준 전압을 출력하는 제1저항 및 제2저항; 및
상기 기준 전압에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압의 충전 및 방전을 제어하는 제어부를 포함하는 스위치 모드 전원 공급 장치.A power factor capacitor (PFC) bulk capacitor that supplies energy to the constant load by repeatedly charging and discharging the voltage in the standby mode;
A PFC controller configured to charge the voltage to the PFC bulk capacitor;
First and second resistors for dividing the voltage of the PFC bulk capacitor to output a reference voltage; And
And a controller configured to control charging and discharging of the voltage to the PFC bulk capacitor according to the reference voltage. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기준 전압에 따라 쇼트(short) 또는 오픈(open)되는 제너 다이오드; 및
상기 제너 다이오드의 동작에 따라 상기 PFC 컨트롤러가 동작하도록 온/오프되는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The method of claim 1,
The control unit,
A zener diode shorted or open in accordance with the reference voltage; And
And a transistor turned on / off to operate the PFC controller according to the operation of the zener diode. 제 2 항에 있어서,
상기 제너 다이오드가 오픈되면, 상기 트랜지스터가 턴 온되어 상기 PFC 컨트롤러가 동작하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The method of claim 2,
And when the zener diode is open, the transistor is turned on to operate the PFC controller. 제 2 항에 있어서,
상기 기준 전압은,
상기 제너 다이오드 별로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The method of claim 2,
The reference voltage is,
Switch mode power supply characterized in that differently set for each Zener diode. 제 2 항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 431 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The method of claim 2,
The zener diode is a switch mode power supply, characterized in that the 431 zener diode. 제 1 항에 있어서,
상기 PFC 벌크 커패시터는,
제1전압까지 충전되고,
제2전압까지 방전된 후 상기 제1전압까지 재충전되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The method of claim 1,
The PFC bulk capacitor,
Charged to the first voltage,
Switch mode power supply, characterized in that the discharge to the second voltage and then recharged to the first voltage. 제 6 항에 있어서,
상기 제2전압은,
상기 기준 전압, 상기 제1저항 및 상기 제2저항을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 장치.The method according to claim 6,
The second voltage is,
Switch mode power supply, characterized in that calculated using the reference voltage, the first resistor and the second resistor. 스탠바이 모드시 상시 부하에 에너지를 공급하는 스위치 모드 전원 공급 방법에 있어서,
제1저항 및 제2저항에 의해 PFC 벌크 커패시터의 전압이 분압된 기준 전압을 출력하는 단계; 및
상기 기준 전압에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압의 충전 및 방전을 반복함으로써 상기 상시 부하에 상기 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.In the switch mode power supply method for supplying energy to the constant load in the standby mode,
Outputting a reference voltage obtained by dividing the voltage of the PFC bulk capacitor by the first resistor and the second resistor; And
And supplying the energy to the constant load by repeating charging and discharging the voltage to the PFC bulk capacitor according to the reference voltage. 제 8 항에 있어서,
상기 에너지를 공급하는 단계는,
상기 기준 전압에 따라 제너 다이오드를 쇼트(short) 또는 오픈(open)하는 단계; 및
상기 제너 다이오드의 동작에 따라 상기 PFC 벌크 커패시터에 상기 전압이 충전되도록 하는 트랜지스터를 온 또는 오프하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.The method of claim 8,
Supplying the energy,
Shorting or opening a zener diode according to the reference voltage; And
Switching on or off a transistor for charging the PFC bulk capacitor according to the operation of the zener diode. 제 9 항에 있어서,
상기 제너 다이오드가 오픈되면, 상기 트랜지스터가 턴 온되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.The method of claim 9,
And the transistor is turned on when the zener diode is opened. 제 9 항에 있어서,
상기 기준 전압은,
상기 제너 다이오드 별로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.The method of claim 9,
The reference voltage is,
Switch mode power supply method characterized in that differently set for each Zener diode. 제 9 항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 431 제너 다이오드인 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.The method of claim 9,
And the zener diode is a 431 zener diode. 제 8 항에 있어서,
상기 PFC 벌크 커패시터는,
제1전압까지 충전되고,
제2전압까지 방전된 후 상기 제1전압까지 재충전되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.The method of claim 8,
The PFC bulk capacitor,
Charged to the first voltage,
And discharging to a second voltage and then recharging to the first voltage. 제 13 항에 있어서,
상기 제2전압은,
상기 기준 전압, 상기 제1저항 값 및 상기 제2저항 값을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전원 공급 방법.The method of claim 13,
The second voltage is,
The switch mode power supply method, characterized in that calculated using the reference voltage, the first resistance value and the second resistance value.
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